基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术还涉及一种基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，包括以下步骤：(1)通过模数转换器采集原始数据，并通过计算机基于拉格朗日插值法将原始数据的采样率转换为4倍符号速率；(2)计算相邻两个采样点的定时误差；(3)计算当前采样序列相对符号周期的相位Pr；(4)通过线性拟合精确的0误差位置；(5)通过拉格朗日插值拟合得到符号点。采用了本发明专利技术的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，实现了符号同步算法，利用拉格朗日插值算法实现了任意采样率转换，实现对定时误差的估计。本发明专利技术适用于任意符号速率的符号同步，可快速恢复出符号序列，运算量较小，精度高，特别适用于矢量信号分析仪等包含计算机处理平台的设备。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法、装置及存储介质
本专利技术涉及仪器仪表
，尤其涉及矢量信号分析仪基带数据处理算法领域，具体是指一种基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法。
技术介绍
在无线通信设备的研发和测试过程中，矢量信号分析仪是一种必不可少辅助设备，它可以对信号进行实时分析，高效便捷地测量相关的技术指标。如图1所示矢量信号分析仪简要结构图，信号由射频电路接收输入后，由ADC采样转换为数字信号，经过FPGA将数据传入计算机中，由计算机软件对数据进行分析处理。在分析仪分析正交调制信号时，需要对采集到的数据进行符号同步，以恢复出接收信号中的码元信息。对于通常的无线信号接收设备，符号同步的过程一般在基带硬件中实现，但是硬件只能支持已经预设好的、特定的通信制式，对于信号分析仪来说，则要有一定的普适性，要能够对各种常见的信号进行分析和处理，此时再由基带硬件进行数据解码、分析将会变得十分低效，而且耗费资源。因而需要将包括“符号同步”在内的数据处理过程放到计算机软件上进行。基于基带硬件的算法实现和基于计算机软件的算法实现有非常大的区别。基于硬件可以实现流水线的数据处理结构，对无限长的连续数据序列进行不间断地处理，同时常常运用反馈的结构来减少计算逻辑的使用。而基于计算机软件的算法则常常对数据进行分段处理，对一段有限长的连续数据从整体上进行处理，数据处理的速度虽然慢于专用的硬件逻辑，但计算机可以实现更高的精度，同时方便调试和修改。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种运算量适当、执行速度快、方便调试修改的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法。为了实现上述目的，本专利技术的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法如下：该基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)通过模数转换器采集原始数据，并基于计算机软件系统利用拉格朗日插值法将原始数据的采样率转换为4倍符号速率；(2)通过Gardner算法计算相邻两个采样点的定时误差；(3)计算当前采样序列相对符号周期的相位Pr；(4)通过线性拟合精确的0误差位置；(5)通过拉格朗日插值拟合得到符号点。较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：(2.1)通过Gardner算法估算定时误差；(2.2)计算相邻两个相位的定时误差。较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：(4.1)在Pr点两侧进行2倍符号速率的采样率转换，并估算定时误差eC和eD；(4.2)通过所述的定时误差计算线性拟合，并求出精确的0误差相位。较佳地，所述的步骤(1)中通过拉格朗日插值法转换采样率，具体为：根据以下公式通过拉格朗日插值法转换采样率：其中，n为插值参看点数目，x为原始序列，t为各点对应时刻序列。较佳地，所述的步骤(2.1)中估算定时误差，具体为：根据以下公式估算定时误差：其中，I、Q为两路符号，n为I、Q两路符号的索引，s(n)为当前符号采样点，s(n-1)为一个符号周期之前时刻的采样点，为二分之一符号周期之前时刻的采样点。较佳地，所述的步骤(2.2)中计算相邻两个相位的定时误差，具体为：根据以下公式计算相邻两个相位的定时误差：其中，I、Q为两路符号，eA、eB分别为相差90°相位两点的定时误差，y为采样率是4倍符号速率的数据序列，i＝{0，1，2，……}为数据序列y的索引。较佳地，所述的步骤(3)中计算当前采样序列相对符号周期的相位，具体为：根据以下公式计算当前采样序列相对符号周期的相位：其中，eA、eB分别为相差90°相位两点的定时误差。较佳地，所述的步骤(4.2)中精确的0误差相位，具体为：根据以下公式精确的0误差相位：该基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的装置，其特征在于，所述的装置包括用于存储程序的存储器以及用于执行所述的程序的处理器，以支持实现所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法。该计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述的程序可被处理器执行以支持完成所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法。采用了本专利技术的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，实现了符号同步算法，利用拉格朗日插值算法实现了任意采样率转换，利用Gardner算法实现对定时误差的估计。本专利技术适用于任意符号速率的符号同步，可快速恢复出符号序列，运算量较小，精度高。特别适用于矢量信号分析仪等包含计算机处理平台的设备。附图说明图1为现有技术的矢量信号分析仪的构成框图。图2为本专利技术的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法的流程图。图3为本专利技术的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法的实施例的测试结果图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。本专利技术的该基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其中包括：(1)通过模数转换器采集原始数据，并基于计算机软件系统利用拉格朗日插值法将原始数据的采样率转换为4倍符号速率；(2)通过Gardner算法计算相邻两个采样点的定时误差；(2.1)通过Gardner算法估算定时误差；(2.2)计算相邻两个相位的定时误差；(3)计算当前采样序列相对符号周期的相位Pr；(4)通过线性拟合精确的0误差位置；(4.1)在Pr点两侧进行2倍符号速率的采样率转换，并估算定时误差eC和eD；(4.2)通过所述的定时误差计算线性拟合，并求出精确的0误差相位；(5)通过拉格朗日插值拟合得到符号点。作为本专利技术的优选实施方式，所述的步骤(1)中通过拉格朗日插值法转换采样率，具体为：根据以下公式通过拉格朗日插值法转换采样率：其中，n为插值参看点数目，x为原始序列，t为各点对应时刻序列。作为本专利技术的优选实施方式，所述的步骤(2.1)中估算定时误差，具体为：根据以下公式估算定时误差：其中，I、Q为两路符号，n为I、Q两路符号的索引，s(n)为当前符号采样点，s(n-1)为一个符号周期之前时刻的采样点，为二分之一符号周期之前时刻的采样点。作为本专利技术的优选实施方式，所述的步骤(2.2)中计算相邻两个相位的定时误差，具体为：根据以下公式计算相邻两个相位的定时误差：其中，I、Q为两路符号，eA、eB分别为相差90°相位两点的定时误差，y为采样率是4倍符号速率的数据序列，i＝{0，1，2，……}为数据序列y的索引。作为本专利技术的优选实施方式，所述的步骤(3)中计算当前采样序列相对符号周期的相位，具体为：根据以下公式计算当前采样序列相对符号周期的相位：其中，eA、eB分别为相差90°相位两点的定时误差。作为本专利技术的优选实施方式，所述的步骤(4.2)中精确的0误差相位，具体为：根据以下公式精确的0误差相位：本专利技术的该基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的装置，其特征在于，所述的装置包括用于存储程序的存储器以及用于执行所述的程序的处理器，以支持实现所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法。本专利技术的该计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述的程序可被处理器执行以支持完成所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法。本专利技术的具体实施方式中，如图2所示为本专利技术算法的简要流程图，首先基于拉格朗日插值法对原始数据进行采样率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)通过模数转换器采集原始数据，并基于计算机软件系统利用拉格朗日插值法将原始数据的采样率转换为4倍符号速率；(2)通过Gardner算法计算相邻两个采样点的定时误差；(3)计算当前采样序列相对符号周期的相位Pr；(4)通过线性拟合精确的0误差位置；(5)通过拉格朗日插值拟合得到符号点。

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)通过模数转换器采集原始数据，并基于计算机软件系统利用拉格朗日插值法将原始数据的采样率转换为4倍符号速率；(2)通过Gardner算法计算相邻两个采样点的定时误差；(3)计算当前采样序列相对符号周期的相位Pr；(4)通过线性拟合精确的0误差位置；(5)通过拉格朗日插值拟合得到符号点。2.根据权利要求1所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：(2.1)通过Gardner算法估算定时误差；(2.2)计算相邻两个相位的定时误差。3.根据权利要求1所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：(4.1)在Pr点两侧进行2倍符号速率的采样率转换，并估算定时误差eC和eD；(4.2)通过所述的定时误差计算线性拟合，并求出精确的0误差相位。4.根据权利要求1所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中通过拉格朗日插值法转换采样率，具体为：根据以下公式通过拉格朗日插值法转换采样率：其中，n为插值参看点数目，x为原始序列，t为各点对应时刻序列。5.根据权利要求2所述的基于计算机软件系统实现精确符号同步处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2.1)中估算定时误差，具体为：根据以下公式估算定时误差：其中，I、Q为两...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋政波，刘景鑫，
申请(专利权)人：东南大学，上海创远仪器技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32